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锂电上游材料之钴，你想知道的这里都有

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钴的诞生

钴Co，金属元素，原子序数27。钴是小金属的一种，银白色表面略带粉色，具有铁磁性，熔点1,495℃，沸点3,520℃，居里点1,150℃。 其化学性质较为稳定，常温下不与水和空气发生反应。 1753年，瑞典化学家格·布兰特（G.Brandt）从辉钴矿中分离出浅玫色的灰色金属，因此被人们认为是钴的发现者。 1780年，瑞典化学家伯格曼（T.Bergman）制得纯钴，确定钴为金属元素。 1789年，法国化学家拉瓦锡首次将钴列入元素周期表中。

化学元素周期表中的钴

新能源产业中的钴

钴对于正极材料的作用：

层状镍钴锰复合正极材料是一种极具发展前景的材料，Li（Ni，Co，Mn）O2晶体属于六方晶系，我们俗称NCM（111，424，523，622，811）只是三元材料其中的一种，这类材料中Co为＋3价，Ni为＋2价，Mn为＋4价，充放电过程中Ni，Co发生氧化，在三元材料中，对于采用三元材料作为高功率型动力电池的正极,电池的比能量、热稳定性、循环性能与 Ni-Co-Mn的比例有关, 不同NCM比例的三元倍率性能不同，Co含量高倍率性能好，倍率放电性能主要是受电荷传递和锂离子扩散速率的影响 ，当Ni含量升高的时候会增大阳离子混排的情况，会阻碍Li离子扩散的速率，而Co的增加会减少相变，Li离子脱出速率会更好，所以一般111的倍率性能比622和811都好。

三元材料的结构

Surendra K等对比讨论了 LiNi0.5Mn0.5O2、100mA·h·g,3C时比容量只有50mA·h·g2左右，虽然在0.C时11材料比容量只170mA·h·g，但其倍率性能好，3C时比容量在1mA·h·g以上。对于442三元材料，0.1C时材料比容量有180mA·h·g2，1C时比容量高于11mA·h·g2，3C时比容量在80mA·h·g以上。 由此看出随着Co含量由0增加到0.3,倍率性能变好。 当Ni含量由0.33增加到0.5时，0.1C倍率的比容量由170mA·h·g增加到190mA·h·g'. Shuang Liu等人2对比研究了三元NCM523和NCM433的循环性能及倍率性能，发现NCM433比NCM523有更好的循环性能和倍率性能,主要是因为它结构更稳定，阳离子混排现象更少。在全电池中,正负极的比例对循环性能也有一定影响。钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能，但是过高的钴含量会导致实际容量降低。

电池对钴的的需求

另外一点我们讲到成本，近年来由于上游材料钴价的波动导致三元材料占锂电池的成本是多少呢？三元材料占锂电池的成本是多少呢？根据估算，1吨钴酸锂中，锂的含量只有0.07吨，但钴的含量要达到0.61吨，是锂的8倍以上。

各三元材料各元素组分比例

这里给大家介绍个小技巧，如何通过电池规模来计算钴的需求，举例来说，1GWh（100万Kwh）三元电池，按照能量密度200Wh/kg计算，需要正极材料为5000吨，目前量产的523电池可以计算而得出镍1519.5金吨，钴610.5金吨，锰853.5金吨，锂359.5金吨。

对于汽车来说，假设2020年全球新能源汽车销量400万辆，中国销售200万辆，每辆车电池容量为40Kwh，电池能量密度为200Wh/kg,三元材料再电池材料中占比为60%，三元材料平均含钴量取“20%NCA，30%NCM811和50%NCM622”作为均值代表，则2020年全球和中国的新能源汽车钴消费量分别为46742.4吨、23371.2吨。

不同三元材料对金属的需求

正极材料市场对钴的预测（万吨）

LME钴价趋势

新能源汽车市场的变化

从全球消费市场来看，电池对钴消费需求占比达59%以上，其次是高温合金和硬质合金，分别占比约为15%和7%。从国内市场来看，消费主要是电池，占比高达77.4%。目前，新能源汽车动力电池对钴的需求呈现快速增长态势，超级合金等领域增长保持稳定，约为10%。

据统计，2017年1月至2019年7月，新能源汽车国家监管平台累计接入新能源汽车2,489,027辆。

其中，纯电动汽车2,098,348辆，占总量84.3%，插电混合动力汽车387,170辆，占总量15.6%，燃料电池汽车3509辆，占总量0.1%。

新能源汽车统计数据

短短三两年时间，新能源汽车产业在全球范围内一跃而起。中国这厢更是风光大好，补贴、政策、市场和资本的多重推动，新能源汽车产销两旺，动辄10倍于市场平均增速地疯长。 2017 年，四部委联合发布《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，到2020 年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300wh/kg；系统比能量力争达到260wh/kg、成本降至1 元/wh 以下，使用环境达-30℃到55℃，可具备3C 充电能力。到2025 年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500 wh/kg。当前，经过改进的磷酸铁锂能量密度可以达到160Wh/kg；锰酸锂能量密度在150Wh/kg 左右；镍钴锰三元材料NCM 中，随着镍含量的增加，能量密度也大幅增加，当前国内主流NCM 还是NCM523/622 体系，正在快速NCM811 体系切换，能量密度可以达到210Wh/kg；镍钴铝三元材料NCA 的能量密度在220-280Wh/kg，松下供给特斯拉的NCA 能量密度能达到300Wh/kg，是国内企业追赶的目标。 因此，在当前技术条件下，高镍三元是高能量密度动力电池的主要路径。

2018-2020 年，三元动力电池的增速将超过60%，2018年，三元动力电池不论是在增速和总量上将全面超越磷酸铁锂，成为名副其实的行业“一哥”。从国际市场来看，海外车企主要发力乘用车领域，以三元动力电池为主，2017 年，新能源乘用车销量64 万辆（包括普通混合动力车型），预计到2020 年，海外新能源汽车产销量与国能持平，达到200 万辆，动力电池的增速均在60%以上。

新能源乘用车车电池占比

新能源专用车车电池占比

截止到2018年7 月，纯电动专用车累计电池装机量1.77GWh，三元平均占比为75.6%，磷酸铁锂平均装机率为18.0%。新能源汽车正由政策驱动转向市场驱动，单车带电量快速提升，动力电池的需求快速增长。动力电池领域，国内以NCM523/622 为主，国外以混合三元和NCA 为主。随着新能源汽车的发展，高镍三元材料的研发力度和产业化进程不断向前，三元材料快速向NCM811 和NCA 演变。另外，由于正极材料能量密度的提高，其他材料的用量都可以相应的减少，高端正极材料技术成熟和产量扩大后，高镍动力电池的成本将明显下降。

钴矿的资源

这里说到一个时期就是MB，钴作为一种全球定价商品，其定价机制值得特别关注。 MB报价是钴的核心定价机制。 MB报价是由独立报价机构英国金属导报（MetalBulletin简称MB）在询问贸易商、供应商的基础上给出的金属与矿业的价格基准。每周MB都会报两次价格。这种定价机制透明度不高，容易引发市场操控。

MB报价决定了钴（高级、低级）价格后，原料钴精矿价格也就确定了。原理是这样的，钴精矿价格=计价系数*MB钴价。计价系数由钴矿石品位、行情和供应商议价能力等因素综合决定，通常在0和1之间变动。但计价系数的变动并不频繁，往往在一段时间内保持不变。或者即使发生改变，也会有事先的变化规则。一般来说，钴价越高，计价系数也就越高，即越有利于钴矿生产商。计价系数决定后，中游钴冶炼企业的加工利润也就基本决定了。钴加工企业加工利润=MB钴报价*（1-原料计价系数） - 加工成本。目前，钴矿石的计价系数在0.75到0.8之间。如果采购的是刚果（金）的手抓矿，由于手抓矿主要由普通刚果（金）平民开采，议价能力较弱，计价系数会相应的低一些。

为什么会这样呢？因为钴像石油资源一样实在是太匮乏了，美国地质调查局统计，全球已探明钴资源储量700 万吨，其中刚果（金）储量340 万吨，占比高达49%； 澳大利亚和古巴也是钴资源大国，三国合计占70%。我国钴储量仅8 万吨，占比1.1%， 因此，国内通常将钴精矿和粗制氢氧化钴运回进行冶炼加工，主要企业有华友钴业、格林美和金川集团等。钴产业链包括勘探、采选、粗冶炼加工、精炼以及深加工等环节。下游产品有：钴粉，应用在硬质合金领域；电解钴，应用在高温合金、磁材和催化剂领域；钴盐，四氧化三钴应用在3C 消费电池领域、硫酸钴应用在能源汽车三元动力电池领域，其他应用在陶瓷和橡胶等领域。

全球钴资源分布

上游钴矿资源大都以铜钴、镍钴等伴生矿的形式存在，占据储量的78%，产量的85%，少部分原料来自回收料。全球主要大型在产钴矿山均被嘉能可、洛阳钼业、欧亚资源、谢里特矿业、诺里尔斯克镍业等巨头控制，在近年的产量中，嘉能可和洛阳钼业稳居第一、第二，2017 年，合计占比37%。钴矿主要集中在非洲铜带、澳洲、加拿大等国家地区，冶炼产能集中在中国、芬兰、比利时等国，势必引发较为频繁的钴原料贸易流动，而全球核心贸易商数量较少且较为集中，容易形成对市场容量较小的钴产品的高度控盘。

主要钴矿企业市场占比

自有矿基本由嘉能可、洛阳钼业、欧亚资源、中国中铁等大型跨国生产商控制。特别是嘉能可除拥有储量大品位好的Mutanda 铜钴矿100%控制权外，还控股多座矿山，占据全球钴矿产量20%以上的份额，在钴市场有着较大的话语权。 2016年，嘉能可、Tenke（洛钼持有56%的股权）和欧亚资源合计生产了4.96万吨，占总产量的40.3%。自2016年以来，钴价大幅上涨，加之新能源汽车大发展长期利好钴需求。已在钴冶炼占据半壁江山的中国企业近年来也积极走出国门，远赴刚果（金）收购矿山、设立工厂以保障原料供应。洛阳钼业完成收购Tenke项目56%的权益后跃升全球第二大生产商。

刚果钴矿

另外，有人讲了我们不是可以电池回收吗，这样就不会让钴资源那么紧缺了，那么通过电池回收钴资源进展如何呢？目前，再生钴主要来源从合金边角料、废旧电池和电池电池生产过程的残次品中的回收。 2017 年，全球再生钴巨头主要有优美科、格林美、邦普集团与赣州豪鹏，产量分别为1500 吨、格林美4000吨，邦普集团1200 吨，赣州豪鹏300 吨。未来，最大的再生钴增量主要来自新能源汽车动力电池。主流动力电池的设计寿命8 年或是15 万公里，从目前的使用情景来看，有很大一部分车被用在网约车领域，这一领域对车的使用强度较大，电池的报废时间在3 年左右。另外，考虑到新能源汽车更新换代以及初期电池质量存在缺陷，私家车电池报废周期至少也需要5 年的时间。但是这样的再生获得的钴资源也是有限的，按照2016年的储量和开采量来看，钴可开采58年，静态可开采年限比铜长约20年， 资源的限制带来的是技术的研发，越来越多的电池厂商意识到过度依赖钴总会有资源枯竭的一天，所以各大厂商相继投入大量资金进行无钴或者低钴电池的研发。

无钴电池的发展

2018年 5月30日，松下集团宣布将研发无钴汽车电池。

当天，松下汽车电池业务高管田村健二（Kenji Tamura）向分析师透露： “我们已经在缩减钴在电池制造中的使用；不久的将来，我们将把钴的使用降低到零”。

松下圆柱电池

不管松下的豪言壮语，我们客观的分析看就从目前三元电池技术发展状况来看，正极材料中镍含量最高不会超过9成，如果钴含量低于1成时，材料的晶体结构和电化学稳定性将无法保证。目前松下电池正极材料中钴含量已经能够减少到10%，而松下的“终极目标”是无钴电池，这也让人们对松下“低钴”甚至“无钴”电池是否真的可行充满了猜测。

对于无钴技术未来的发展而言，有人认为，任何替代钴的电池材料新技术都将在10年以后才会出现，而现在新能源汽车的增长速度远远快于无钴技术研发的速度，况且特斯拉在技术上已经没有进一步减少钴含量的空间。

另外对于无钴电池不只松下国内厂商也在加快研发，2019年7月11日，长城汽车旗下子公司蜂巢能源科技有限公司日前在全球首发无钴材料、四元材料电池，并宣布斥资20亿欧元在欧洲建设工厂，到2025年在全球实现约120GWh的电池产能。

蜂巢能源无钴电池发布会

“此次蜂巢能源发布的全球首款基于无钴材料电芯产品，其材料性能可以达到NCM811同等水平，而成本降低5%至15%。” 蜂巢能源总经理杨红新透露，无钴电池将于2020年三季度量产;据介绍，这款无钴电池能量密度达到了265Wh/kg，略低于松下和宁德时代的NCM811电池，但在电池寿命上，这款无钴电池循环性能达到2000周，是宁德时代电芯寿命的两倍多 （数据来自宁德时代官网），至于电池的稳定性，这要交由市场来检验，但一般来说，敢宣布做出来了，至少在试验室层面，是已经克服各类安全问题了。

结语

杉杉股份副总裁孙晓东则表示，“从技术角度讲，在镍钴锰的比例为8:1:1时，电池300瓦时/公斤的能量密度已经达到‘天花板’，这个‘天花板’可能未来10年都无法突破。 ”因此即使无钴研发成功，能否实现大规模商用，也同样是个问题。如果无钴电池真的到来势必又会引起新的技术革命风浪，对于现如今已经波涛汹涌的新能源锂电市场来说，无疑又是一阵大浪，粟裕在《激流归大海》中说到： “这支队伍经过严峻的锻炼和考验，质量更高了，是大浪淘沙保留下来的精华。” 相信如果革命来袭，大浪淘沙之后留下的都是好产品！

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锂电池到底需要多少锂？

随着电动汽车的快速发展，锂资源的价格瓶颈日益突出，2022年碳酸锂的价格最高来到了60万元/吨，是2021年初5万/吨的12倍。进入到2023年，碳酸锂的价格依然像过山车一样，从年初的每吨50多万一路下跌到4月的20万，然后又开始反弹到30万，与之相匹的动力电池价格也随锂盐价格的波动而波动。那么锂电池到底需要多少锂，这些锂主要在哪些材料中？未来电动化普及以后对于锂的需求到底有多大，与锂盐价格相关的锂金属电池以及全固态电池的前景如何，本文带您分析。

一、锂离子电池含锂量分析

目前主流的动力电池都是锂离子电池，并且采用液态电解液，针对这一体系，其主要成分的分析如下图所示。其中正极材料是锂的主要载体，无论是最早的钴酸锂(LiCoO2),还是动力上常用的三元(LiNixCoyMn1-x-yO2)或者磷酸铁锂(LiFePO4),其分子中都含有1mol的锂。而且正极材料在整个电芯中的占比也是最大的，一般在35~45%之间，所以说电池中锂的主要来源就是正极材料。除此以外，因为要实现锂离子的传输，电解液中也必须含有锂离子，但要注意的是，目前的电解液相对较稀的溶液，锂盐的浓度大约在1~1.2mol/L之间（在这个浓度区间锂离子电导率最高），其主要成分是溶剂并不是溶质。除此之外，其他主要成分并没有锂，包括常用的石墨或者硅负极，隔膜，导电碳，以及铜铝箔等。所以说针对锂离子电池，只需考虑正极材料以及电解液中的锂。

但锂在这两者中的分布并不均匀，大部分来自正极材料，少部分来自电解液中的锂盐(LiPF6)。针对三元电池 ，以某45Ah左右铝壳高功率电芯的设计来计算，其正极NCM523材料含锂大约是2.82mol,电解液溶质LiPF6含锂大约是0.113mol.电解液含有的锂只占正极材料的4%左右。这里面的计算主要根据正极材料克容量发挥:该款电芯充电到4.35V,正极克容量发挥为165mAh/g,实现45Ah需要正极材料以及锂的摩尔数为45*1000/165/96.55=2.82mol。

计算电解液含锂量可以依据保液量（业内常用保液系数这个参数，可通过增加压实密度，降低孔隙率来减少）来估算，一般高功率三元电芯可做到保液系数3g/Ah，那么45Ah电芯注液量为135g左右。电解液密度密度1.2g/cm3,浓度1mol/L时，电解液中锂含锂为0.113mol.如果按照电解液中的锂是正极材料的4%来计算单位Wh的含锂量，电芯总能量3.73V*45Ah=167.85Wh,总含锂量为2.82*1.04=2.93mol*6.94g/mol=20.33g,单位Wh含锂量为20.33/167.85=0.121g/Wh.按照乘用车50kWh的带电量来计算，单车所需的锂为6.05kg。

对于磷酸铁锂电池 而言，计算方法是类似的，但LFP克容量发挥比三元要低，最高也就150mAh/g左右，假设是45Ah电芯，其正极材料的摩尔数为 45*1000/150/157.76=1.9mol, 锂的含量也是1.9mol。只不过保液量会有所增加，假设是按照3.5g/Ah计算(目前高能量的LFP能做到3.2g/Ah了，一般在3.2~3.6之间)，电解液含锂量为 45*3.5/1.2*1mol/L=0.13mol, 占LFP正极的比例约为6.8%。可见LFP消耗的电解液跟三元比是更多一些的。不过LFP电芯的总能量45*3.2=144Wh,假如按照电解液占7%的含锂量计算，总含锂量1.9*1.07=2.033mol=14.11g.单位Wh含锂量为14.11/3.2/45=0.098g/Wh.按照乘用车50kWh的带电量来计算，单车所需的锂为4.9kg.

从上述计算结果可知，单位Wh的用锂量磷酸铁锂（LFP）是要比三元更优的，这主要是因为LFP对于锂的利用率更高一些. LiFePO4理论克容量是170mAh/g左右，而实际发挥的容量可达150mAh/g,是理论容量的88%左右。相比之下，三元材料的理论克容量275mAh/g左右，上面计算的NCM523发挥的容量才165mAh/g,是理论的60%左右，可见三元材料中的锂有40%都没有充分利用，这一点跟铁锂比是很大的劣势。如果改成NCM高镍8/9系，克容量发挥能达到215mAh/g的话(实际很难达到)，其锂的利用率可达78%左右，再加上保液量下降的趋势，其单位Wh锂的用量是可以小于LFP的。

所以说从资源的角度来看，LFP成为主流会更加节约锂资源，有利于支持电动汽车的大规模推动（不过辩证的看，LFP回收价值很低，又不利于可持续发展，除非循环寿命做到很长，这也是目前储能和动力LFP电池追求的方向）。目前的中镍高电压材料并没有充分利用材料中的锂，存在较多的浪费。而高镍的8/9系配合高压实低保液的设计其对于锂的利用率才能与LFP相媲美，欧美企业近些年非常热衷高镍三元的发展，这其中与提高锂的利用率，促进资源可持续发展密不可分 。而国内使用中镍高电压主要是成本考量，这也是国内电池笑傲全球产业链的优势所在。

二、新型电池体系的含锂量分析

通过上述分析可知，目前主流的锂离子电池中锂的主要来源是正极材料，少量在电解液中。且随着镍含量的提高，比能量的增加带来的少液化和贫液化的思路，电解液的含量也越来越少。但如果是采用锂金属电池或者固态电解质的话，情况就不一样了。

2.1 锂金属电池

以目前SES（麻省固能）的锂金属电池为例，采用高镍8系或者9系作为正极材料，其克容量发挥可以达到215mAh/g,因为采用了超高容量的锂金属作为负极，如果简单按照其正极材料质量占比接近50%计算的话，其电芯比能量可达215*3.75*50%=403mAh/g,但实际上其45Ah左右(实际为50Ah)的电芯比能量仅为357Wh/kg(参考2022年一些电池技术的进展总结),主要是因为采用了中高浓度的电解液缘故(目的是抑制锂枝晶)。

其电解液LIFSI浓度为3~5mol/L,我们就取4mol/L进行计算，由于其浓度增加，密度也会变大，大约在1.6g/cm3。好在锂金属电池的保液量由于没有了多孔石墨负极的影响可以下降很多，假设为1.5g/Ah,我们还按照45Ah电芯来计算，则需要67.5g的电解液，其含有的锂为0.169mol（主要原因是4M的电解液浓度偏大）,而正极材料为2.15mol,占比接近8%，比液态中的4%多了很多。其次，锂金属也会额外增加锂的用量，即使假设为1:1的极低比例，锂的用量相比锂离子电池也提高了一倍。在目前锂盐价格高企的情况下，这会显著增加锂金属电池的BOM成本，即使不考虑工艺成本，单从锂盐成本看就翻倍了。（事实上，超薄锂金属一直是业内需要解决的问题，其工艺成本并不能忽略 。

这是由于锂的克容量高达3800mAh/g,在正极容量215mAh/g，面密度460g/m2情况下，正极面容量为4.945mAh/cm2；所需金属锂的单面面密度为1.3mg/cm2，锂的密度很低为0.534g/cm3,计算得到锂的厚度为24µm。现实中商业可获得的锂箔厚度通常在50μm以上且难以再通过机械加工减薄，所以说SES也要跟供应商一起合作开发超薄超宽锂箔的相关工艺。学术文章上也有通过化学减薄剂来实现15µm锂箔的，感兴趣的可参考Facile, Atom-Economic, Chemical Thinning Strategy for Ultrathin Lithium Foils, Nano Lett. 2022, 22, 7, 3047–3053）

2.2 全固态电池

除此之外，固态电池由于固态电解质的使用，其锂含量也会有所增加。我们以最近很热门的电导率高达32mS/cm的硫化物固态电解质为例(具体可参考今日重磅Science：新型固态电解质实现32mS cm-1超高室温离子电导率！瞄准全固态电池实际应用！)，其分子式为Li9.54[Si0.6Ge0.4]1.74P1.44S11.1Br0.3O0.6(暂且不管是否容易批量合成)，相对分子质量为580.23g/mol.理论密度在2.0g/cm3附近（按照LGPS材料估算，如果材料结晶差，实际密度可能会小一点）。

假设其采用高镍三元，孔隙里全部填充固态电解质，通过上面的分析可知液态电解液占用的总体积为45*2.5/1.2=93.75cm3（备注：理论上液态电解液会填充隔膜孔隙的体积，一般在50%左右。固态电池利用固态电解质本身作为隔膜，占据100%，我们姑且认为其总体积一样）。这样固态电解质总质量为93.75*2=187.5g,所需锂的摩尔数为 187.5/580.23*9.54=3.083mol, 要知道正极材料的含锂量才2.15mol, 电解质中锂的含量居然比正极还要多，惊不惊喜，意不意外？

对于固态电池质，大家总是在关注离子电导率，关注界面电阻，但却很少有人在意其中的含锂量。其实对于大部分固态电解质而言，尤其是电导率高的，材料中锂的浓度是很高的（毕竟要导锂离子） ，以上述32mS/cm的改进型LGPS为例，其锂的浓度为1000*2/580.23*9.54=32.88mol/L,要知道目前常规液态电解液中锂的浓度才1~1.2mol/L,这款硫化物固态电解质中锂的浓度简直逆天的高。所以不能只看其高达32mS/cm的电导率，在目前锂盐价格30万/吨的情况下，超过32mol/L的浓度会严重制约其大规模应用。所以说很多企业也在研究针对硫化物的无负极电池，来降低电解质的用量(比如珠海高能时代)。

追溯历史，这一轮锂金属电池和固态电池的研发是在2020年就兴起了的，那时候锂盐价格才5万/吨，多用点锂影响不大。而随着锂盐价格的高位徘徊，目前来看锂金属和全固态两种技术方向成本都太高昂，而且还有很多技术问题要解决，真正规模量产的道路还很漫长。就像CATL吴凯总说的那样，丰田在2027年也不一定能规模量产全固态电池，即使量产了，成本也不可能减半。

三、锂资源够用吗？

通过上述分析可知，针对LFP以及高镍三元类电池，每kWh需要的锂大约为0.1kg,对应的碳酸锂当量为0.53kg左右。在价格为30万每吨时，每度电BOM成本约为159元；对于锂金属电池和全固态电池，锂的用量基本都要翻倍，达到320元以上。再加上工艺制程的复杂以及还未形成规模经济，目前的锂金属电池和全固态电池成本至少是锂电池的2~3倍。在关注成本的同时，业内更在意的是长远来看锂的储量能否支撑全世界汽车的电动化发展。

在云上宜宾高端论坛上，欧阳明高院士提到，如果把全球8000万辆乘用车都替换成锂电池，按照每辆50kWh来计算，一共是4000GWh.考虑到其他车辆的电动化，行业估计到2030年，全球动力电池装机量为4500GWh(从云上宜宾-高端对话看储能和钠离子电池)，那么每年所需要的锂资源是4500*1000*1000*0.53/1000=238.5万吨（碳酸锂当量），作为参考，2022年我国碳酸锂消费量约为50.5万吨，世界占比约为80%，那么总消费类为63万吨。2030年的需求是目前的4倍左右，届时全球碳酸锂储量是否够用呢？

正好在7月8日，自然资源部中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心发布了《全球矿产资源储量评估报告2023》，里面提到全球锂矿（碳酸锂当量）储量13488万吨，资源量38852万吨。如果按照13488万吨的储量来计算，可支持使用56.5年。要知道锂资源是可以回收利用的，一般电动汽车以及储能系统的寿命也就20年，而且后续随着技术进步，可开采的资源量也会不断攀升，所以锂资源是足够支撑电动汽车行业发展的。报告中也提到了全球锂资源储量丰富，是不存在资源瓶颈的。

但值得一提的是，报告中反馈镍、钴、铜等资源的保障程度较低，需进一步加大勘查力度和资金投入。考虑到三元电池中对镍和钴的需求较大，可尽量减少这两种金属的使用以避免资源瓶颈，这样来看发展磷酸铁锂LFP以及磷酸锰铁锂LMFP是非常有必要的，毕竟铁锰磷等资源都是十分丰富的，而且价格也很低廉。

小结: 从目前的数据分析来看，针对LFP以及高镍三元类电池，每kWh需要的锂大约为0.1kg,对应的碳酸锂当量为0.53kg；而中镍高电压材料由于锂的利用率低下，需要更多的锂，每kWh在0.12kg左右，对应的碳酸锂当量为0.636kg。但世界范围内碳酸锂的储量是够用的，足够支持电动汽车行业的发展，短期内锂盐价格的高位震荡主要是供应失衡所致。后续随着广期所碳酸锂期货交易的上线和供应的回升，碳酸锂的价格有望企稳下降，实现国家领导和行业专家预测的10~20万/吨的合理价格区间。

在目前锂盐价格30万以上的现实下，锂金属电池以及全固态电池的成本过于高昂，短期内在动力电池市场的应不容乐观。LFP电池由于高安全，低成本以及高带电量等优势依然是动力电池的中流砥柱。不过超高比能500Wh/kg的电池依然值得研究，这是航空器电动化的重要方向，可助力锂电池征服浩瀚的长空(500Wh/kg锂电池的技术路径与前景)。而对于动力电池领域，半固态电池由于沿用了液态的体系，只是添加了少量的含锂固态电解质，但减少了液态电解液的量，整体上对锂的需求相对平稳，其材料成本提高幅度不大。后续会结合蔚来汽车的360Wh/kg半固态电芯进行分析，敬请期待。

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